ZHCAFU2 October 2025 XTR200
在图 2-1 所示的电流传输部分,XTR200 将来自 INA241A5 的 0V 至 2V 输出信号转换为电流输出,其传递函数由 SET 引脚与大地之间的电阻定义,称为 RSET。XTR200 是用于实现此功能的极其方便的构建块,因为该器件在超小型 2mm x 3mm WSON 封装中集成了两个运算放大器、精密电阻器、一个输出晶体管以及诊断和保护功能 [3]。
M-CRPS 标准要求电流监测器具有用户可选的传递函数,即每安培输出电流对应 10µA 监测电流,或者 0mA–2mA 对应 0%–200% 额定输出电流。因此,在输出电流为 100A 时,XTR200 可提供 1mA (10µA/A) 或 2mA 监测电流,其中对于来自 INA241A5 的 2V 输入信号,可指示 200% 的额定输出电流。两种情况下的 RSET 值均可使用 方程式 1 和 方程式 2 计算得出。
由于需要两个 RSET 值,因此 NMOS 晶体管将切换为第二个电阻并联到第一个电阻。两个 20kΩ 电阻器可用于生成 20kΩ 或 10kΩ RSET 值。
XTR200 的输出禁用 (OD) 引脚可用于将输出置于高阻抗状态。发生故障(例如 SET 引脚短路或开路,或者出现过热情况)时,错误标志 (EF) 引脚置位低电平。需要注意的是,虽然 XTR200 错误标志通常指示开路负载故障,但在该原理图示例中,放置在 XTR200 之后的钳位电路会阻止检测开路故障。XTR200 的 IS 和 VG 引脚短接在一起,如图 3 所示。这些引脚供外部晶体管使用,该晶体管在此应用中不是必需的。将这些引脚短接在一起可以让 XTR200 的内部输出晶体管提供电流监测信号。
虽然 XTR200 的输入失调电压(800µV,最大值)大于 INA241A5,但这不会显著降低电路的精度。可以通过将 XTR200 失调电压以 INA241 的输入为基准,并将两个不相关的失调电压组合为平方和根,来计算单信号路径的总输入失调电压,如 方程式 3 所示:
这会使电流测量中的总误差达到 89.4mA,即 10% 额定输出时的 1.8%。这不包括 100µΩ 分流电阻器的容差或电路随温度的漂移。